DL-VM200透射式能见度观测仪

系统介绍：

能见度信息的获取是气象测量重要的一个环节，在现在人们出行频繁，机动交通工具发展迅速，其使用严重受气象因素约束，因此能见度信息与人们的生活密切相关。

能见度测试仪是融合现代电子传感技术、电子控制技术、数据通讯传输技术、信息处理技术而建立的综合系统。系统从观测现场提取实时信息，加以存储、记录、统计、分析后输出给气象相关部门。能见度测试仪的使用领域包括道路、机场、铁路、航道及港口、基地、气象部门等等。现在能见度的测试基本靠人工测量，具有很大的主观性，科学地、客观地测量可以避免由于观测员带来的误差，采用能见度测试仪获取的数据精度远远大于人工获取数据，如测量员不可能观测到的能见度微小变化，而仪器可以很容易实现。人工测量的另一个不方便之处在于无法实现实时测量，往往采取定时、定点方式，采用能见度测试仪可以观测到能见度的随时变化，如果在每个观测点安装一套测试仪，数据通过有线或无线的方式传输到数据中心，那么很容易实现连续、多点的测量。在获取到真实、准确可靠的数据后，对数据的处理可以得到潜在的深层次的信息，数据处理的基础是分析统计，如观测数据的变化趋势为精确预报提供可能、设定阀值发布能见度级别信息等等。

设计原理

能见度测试可采用散射和透射两种方式。散射又可以采用前向散射和后向散射。后向散射其衰减通道理论上可以是无限大，其测试精度较高，由于后向散射对发射和接收光学天线平行度要求极高，因此，在研制散射式能见度测试仪时，通常采用前向散射方式。由于大气中不同的粒子对光的散射不同，不同地区大气质量不同，需要对散模型进行修正；此外，雨、雪等对光的散射产生极大的影响，故散射式能见度测试仪对环境的要求较高。透射式能见度测试利用了光在大气受到的直接衰减原理，即将吸收、散射、反射等都作为衰减，雨、雪等对能见度的测试无影响，符合人眼的视觉原理，且在大区域能见度测试精度方面是散射式能见度测试仪无法比的。因此，我们采用透射方式进行能见度测试。

发射光学天线对光源进行光束准直，光源可采用小功率红外激光器、红外发光二极管或白光发光二极管等。如果采用激光器，光束准直较容易，可以很容易测试其发射光功率，但激光器寿命较短且对环境要求较高；发光二极管寿命长，但其光束准直极为困难，发射光功率测试困难，根据我们的研究，该问题已初步解决。由于激光器的成本交高，考虑采用发光二极管，但要作进一步的研究。

发射光学天线发射的光信号经过大气衰后被接收天线所接收，根据需要测试能见度区域的大小不同，发射和接收天线相距在10m到100m甚至更远。

接收天线接收的光信号经过光电检测、放大、滤波等处理后，经嵌入式系统进行数据采集及处理后，获得能见度数据，此数据传输到监控中心的计算机中进行数据分析、存储等，为气象部门提供相关信息。

与国内外同类技术比较:

1、国外一般采用激光器或氙灯作为光源,此系统采用白光LED作为光源,符合人眼视觉效应,与激光器和氙灯相比，寿命大大延长,同时由于LED发光功率小，避免了氙灯这种强光源对环境的影响。

2、加装开关门机构、镜头防水汽装置及镜头污染修正机制,延长由于户外灰尘影响导致必须定期清洁镜头的周期。

3、解决背景光对系统的影响，一是背景光作为噪声对信号的影响，二是背景光亮度对人体视觉的影响。

4、建立了不同基线下的能见度测试模型参数。

成果的创造性、先进性：

1． LED发光功率稳定

2．光学透镜污染解决方法

3．对不同要求的不同基线下的能见度测试

4．采用嵌入式系统控制，提高系统可靠性

5．系统具有高度可扩展性。

主要性能指标：

能见度测试范围：10km

测试误差:±5%

系统工作温度：-40～60摄氏度

湿度范围：0～100%RH

风速范围：0～20m/s

作用意义：

dl-vm200型是用于气象观测站的专业机型,在气象部门具有广阔的市场前景。